РЕАКТИВНАЯ ИНДИКАТОРНАЯ БУМАГА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРАЗИНОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК G01N31/22 

Изобретение относится к аналитической химии, конкретно к химическим индикаторам на твердофазных носителях, и может быть использовано для экспрессного определения гидразина и его 1-замещенных алифатических (жирных) и ароматических гидразинов в питьевой воде, природных и сточных водах, воздухе, почве на уровне предельно-допустимых и опасных концентраций (соответственно, ПДК и 10 ПДК).

Известно определение азотных соединений с помощью твердофазного тестового пятна, в котором в качестве реагента-индикатора, дающего цветную реакцию с азотсодержащим соединением, использован 4-диметиламинбензальдегид в смеси с бисульфатом калия [1] Приведены 45 определяемых азотсодержащих соединений (в том числе гидразины). Недостатком такого тестового пятна является низкая чувствительность, что не позволяет использовать указанный метод определения для обнаружения предельно-допустимых концентраций гидразинов. Пропитка бумаги 4-диметиламинобензальдегидом дает индикаторную бумагу с низкой чувствительностью к гидразину.

Известно определение арилгидразинов с помощью тестового пятна на бумаге. Принцип основан на окислении арилгидразина N-бромсукцинимидое с образованием азокрасителя, дающего интенсивное окрашивание в щелочной среде [2] Метод не обеспечивает определение гидразинов на уровне ПДК и 10 ПДК.

Известна бумага, покрытая ароматическим альдегидом (например, ванилином, n-нитробензальдегидом, 2,4-диметоксибензальдегидом, с помощью которой обнаруживается гидразин или один из его производных (плюрализм). При этом образуется множество цветных зон разного характера, соответствующих различными концентрациями. Метод может быть использован в дозиметре [3] однако он недостаточно чувствителен.

Таким образом, каждая из известных цветных реакций на бумаге имеет свои преимущества и свои области применения. Однако ни один из них не может обеспечить такую функциональную возможность, как определение гидразина на уровне 0,01 мг/дм³.

В основу изобретения положена задача создания реактивной индикаторной бумаги РИБ-Гидразин-М для определения гидразиновых соединений, которая обеспечивала бы повышение чувствительности экспрессного определения гидразин-гидрата и его 1-замещенных алифатических и ароматических производных уровня предельно-допустимых концентраций (ПДК), который составляет 0,01 0,02 мг/дм³.

Поставленная задача достигается тем, что реактивная индикаторная бумага для определения гидразиновых соединений, состоящая из хроматографической бумаги на основе целлюлозы с тетрагидро-12-молибдосиликатными группировками, получена путем нанесения на эпоксидированную хроматографическую бумагу индикатора, причем в качестве индикатора использован тетрагидро-12- молибдосиликат калия в массовом соотношении к бумаге от (1:2) до (1:4) с последующей термической обработкой бумаги при 95 150^oC в течение 1 30 мин.

Увеличение количества тетрагидро-12-молибдосиликата не приводит к увеличению чувствительности РИБ: уменьшение температуры термической обработки не обеспечивает прочного закрепления индикатора (он смывается водой). При более высокой температуре термической обработки бумаги время процесса необходимо уменьшать, так как происходит разложение РИБ.

Преимущества изобретения поясняются:
примером получения реактивной индикаторной бумаги;
примером получения реактивной индикаторной полосы;
примером изготовления этикетки с цветовой шкалой сравнения соответственно диапазону определяемых концентраций 1,1-диметилгидразина с помощью РИБ;
примером количественно определения 1,1-диметилгидразина с помощью реактивной индикаторной полосы, карманного индикаторного устройства и электронного отражательного минифотометра.

Пример 1. Получение реактивной индикаторной бумаги для определения гидразиновых соединений. Пропитывают модифицированную хроматографическую эпоксидированную с содержанием эпоксигрупп 1,5 5,0% бумагу 9%-ным водным раствором тетрагидро-12-молибдосиликата калия (8-водного) (ТУ 6-09-01-568-78), сушат при комнатной температуре, а затем подвергают нагреванию до 105^oC и выдерживают при этой температуре 20 мин. Получают реактивную индикаторную бумагу светло-желтого цвета (с лимонным оттенком). При нанесении на эту бумагу одной капли стандартного раствора гидразингидрата образуется темно-синее пятно.

Пример 2. Получение реактивной индикаторной полосы. Реактивную индикаторную бумагу РИБ-Гидразин -М разрезают на полосы с размерами: ширина (9,8 + 0,1) мм; длина 40 + 5 мм. К полосе РИБ может быть прикреплена пластиковая державка. Каждую полосу запаивают в полиэтиленовый пакетик и упаковывают в пенал с этикеткой, на которой имеется цветовая шкала с переходами цветов от светло-желтого до темно-синего со следующими характеристиками по цветовой шкале охвата, согласно образцам полиграфических цветовых шкал по ТУ 29.0-91-83 (табл. 1).

Пример 3. Определение полуколичественное, 1,1-диметилгидразина с помощью РИБ-Гидразин-М-Тест. Анализируемый раствор 10 см³ при pH 5 пропускают через реактивную индикаторную полосу РИБ-Гидразин-М-Тест с помощью карманного индикаторного устройства через реакционную зону диаметром 6 мм и обратно, полосу вынимают из устройства, помещают на чистую белую полимерную пластину и наносят одну каплю 1%-ного водного раствора гидроксида натрия. Сравнивают окраску зоны с цветовой шкалой сравнения. При концентрации гидразина 0,01 мг/дм³ обеспечено возникновение заметного окрашивания реакционной зоны: при 1 мг/дм³ до темно-синего цвета окрашивания этой зоны.

Пример 4. Определение количественное 1,1-диметилгидразина с помощью РИБ-Гидразин-М-Тест и отражательного минифотометра. Определение проводят, как описано в примере 3, с той разницей, что концентрацию оценивают не по цветовой шкале сравнения, а с помощью измерения коэффициента отражения реакционной зоны. Зависимость коэффициента отражения K_о от концентрации (при красном светодиоде) отражена в табл. 2:

Использование: экспрессное определение гидразина и его 1-замещенных алифатических (жирных) и ароматических производных в питьевой воде, природных и сточных водах, воздухе, почве на уровне предельно-допустимых и опасных концентраций (соответственно ПДК и 10 ПДК). Сущность изобретения: реактивная индикаторная бумага состоит из хроматографической бумаги на основе целлюлозы с тетрагидро-12-молибдосиликатными группами. Способ получения состоит в том, что при нанесении на эпоксидированную хроматографическую бумагу индикатора в качестве последнего использован тетрагидро-12-молибдосиликат калия в массовом соотношении к бумаге от (1:2) до (1:4) с последующей термической обработкой бумаги при 95 - 150^oC в течение 1 - 30 мин. 2 с.п. ф-лы, 2 табл.

1. Реактивная индикаторная бумага для определения гидразиновых соединений, содержащая бумажную основу, покрытую индикаторным составом, отличающаяся тем, что в качестве бумажной основы содержит эпоксидированную хроматографическую бумагу с модификатором, в качестве индикаторного состава бумага содержит тетра-гидро-12-молибдосиликат калия при его массовом соотношении к бумажной основе 1 2 1 4. 2. Способ получения реактивной индикаторной бумаги для определения гидразиновых соединений, включающий нанесение на бумажную основу индикаторного состава, отличающийся тем, что в качестве бумажной основы используют эпоксидированную хроматографическую бумагу с модификатором, в качестве индикаторного состава используют тетра-гидро-12-молибдосиликат калия, который наносят на бумажную основу в массовом соотношении 1 2 1 4, после нанесения индикаторного состава осуществляют термообработку при 95 150^oС в течение 1 30 мин.